功功率和功能關(guān)系

1、功功率和功能關(guān)系(限時(shí)：45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1.(Ek質(zhì)量相同的甲、乙兩木塊僅在摩擦力作用下沿同一水平面滑動(dòng)，它們的動(dòng)能一位移X)的關(guān)系如圖1所示，則兩木塊的速度一時(shí)間(V t)的圖象正確的是圖110答案 D解析由動(dòng)能定理，一Ffx = Ek Eko變化為：Ek= Eko Ffx.由它們的動(dòng)能Ek位移關(guān)系圖線可知，甲、乙兩木塊初動(dòng)能不同，所受摩擦力Ff相同.所以甲、乙兩木塊初速度不同，加速度相等，兩木塊的速度一時(shí)間的圖象正確的是D.2.懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng)，需要運(yùn)動(dòng)員具有非凡的膽量和過(guò)硬的技術(shù).跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為V

2、,水對(duì)他的阻力大小恒為F,那么在他減速下降深度為h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣華 .他的動(dòng)能減少了 FhB .他的重力勢(shì)能減小了mgh 2mvC.他的機(jī)械能減少了FhD .他的機(jī)械能減少了mgh答案 C解析在他減速下降深度為 h的過(guò)程中,所受合外力為 F mg，由動(dòng)能定理，他的動(dòng)能減少了 (F mg)h，他的重力勢(shì)能減小了mgh,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.由功能關(guān)系，他的機(jī)械能減少了 Fh，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.3.質(zhì)量為1 kg的物體靜止于光滑水平面上,t=0時(shí)刻起，物體受到向右的水平拉力F作用，第1s內(nèi)F=2 N，第2s內(nèi)F=1N .下列判斷正確的是A . 2 s末物體的速度為 4

3、 m/sB. 2 s內(nèi)物體的位移為 3 mC.第1 s末拉力的瞬時(shí)功率最大D .第2 s末拉力的瞬時(shí)功率最大答案解析由牛頓第二定律知第i s內(nèi)物體的加速度大小為2 m/s2，第2 s內(nèi)的加速度大小為I m/s2，則第I s末物體的速度大小為vi = aiti = 2 m/s，第2 s末物體的速度大小為ii=Vi + a2t2= 3 m/s,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；2 s 內(nèi)物體的位移為 x = ait2 + (vit2+-a2t2) = 3.5 m,P2項(xiàng)B錯(cuò)誤；第1 s末拉力的瞬時(shí)功率為 Pi= Fivi= 4 W，第2 s末拉力的瞬時(shí)功率為=F2V2= 3 W，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.如圖2所

4、示，分別用恒力 Fi、F2將質(zhì)量為m的物體，由靜止開(kāi)始，沿相同的、固定的粗糙斜面由底端推到頂端，F(xiàn)i沿斜面向上，F(xiàn)2沿水平方向.已知兩次所用時(shí)間相等,則在兩個(gè)過(guò)程中A .恒力Fi作用時(shí)，物體的加速度大B 物體機(jī)械能增量相同C.物體克服摩擦力做功相同D .恒力Fi、F2對(duì)物體做功相同答案 B解析 根據(jù)兩次所用時(shí)間相等,都是沿相同的、固定的粗糙斜面由底端推到頂端，則在兩個(gè)過(guò)程中物體加速度相同.由V2 = 2ax知兩次的末速度相等，所以物體機(jī)械能增量相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確.F2沿水平方向時(shí)，摩擦力較大，物體克服摩擦力做功較多,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.由動(dòng)能定理 Wf- Wf-WG= AEk知恒力F2做功較多，

5、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.5. 一質(zhì)量為2 kg的物體，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做勻速圖3中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖象已知重力加速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，拉力逐漸減小，且當(dāng)拉力減小到零時(shí)，物體剛好停止運(yùn)動(dòng)， g = I0 m/s2,則根據(jù)以上信息不能精確得出或估算得出的物理量有圖3A .物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)B 合外力對(duì)物體所做的功C.物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度D 物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間答案 D解析根據(jù)題意及圖象所給信息可知,當(dāng)水平拉力為7 N時(shí)物體勻速運(yùn)動(dòng)，即滑動(dòng)摩擦力大小為7N，所以可求物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);合外力對(duì)物體做的功即為拉力和摩擦力做功之和，由圖象可得物體減速階段的位

6、移,所以摩擦力的功可求，再由圖象面積的物理意義估算水平拉力做的功，合外力對(duì)物體做的功可求；由動(dòng)能定理可得物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度；因?yàn)槲矬w減速階段為非勻變速運(yùn)動(dòng)，所以不能求物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,本題選D.并沖上固定在地面上的斜6. 如圖4所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一小球向右滑行，面設(shè)物體在斜面最低點(diǎn) A的速度為V,壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，不計(jì)小球與彈簧碰撞過(guò)程中的能量損失，則小球在C點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為（）A. mgh Imv2B.2mv1 2C. mgh + 2mvD. mgh答案解析取A點(diǎn)所在的平面為參考平面，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有1 21mv = mgh + Ep,解得E

7、p=1mv2 mgh，選項(xiàng)B正確.7. 如圖5所示，質(zhì)量為 m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧一端固定于0點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)，將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí)，小球速度恰好為零，此時(shí)小球下降的豎直高度為 h，若全過(guò)程中彈簧始終處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是A .彈簧與桿垂直時(shí)，小球速度最大圖5B .彈簧與桿垂直時(shí)，小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大C.小球下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加量小于mghD .小球下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加量大于mgh答案 B解析 彈簧與桿垂直時(shí)，彈

8、性勢(shì)能最小，小球重力勢(shì)能和動(dòng)能之和最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確.由機(jī)械能守恒定律，小球下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加量等于mgh,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.& 有一豎直放置的“ T”架，表面光滑，滑塊 A、B分別套在水平桿與豎直桿上,A、B用一不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)繩相連， A、B質(zhì)量相等，且可看做質(zhì)點(diǎn)，如圖6所示，開(kāi)始時(shí)細(xì)繩水平伸直，A、B靜止由靜止釋放 B后，已知當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°時(shí)，滑塊B沿著豎直桿下滑的速度為V,則連接A、B的繩長(zhǎng)為4v2A. © C3v2 Cvg答案3v2G4v2D.3g解析由靜止釋放B后，已知當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為 60°時(shí)，

9、滑塊B沿細(xì)繩方向的V分速度為VCOS 60=V.此時(shí)A的速度為“；n亍"鶉B下滑高度h = Lcos 60 =占，由機(jī) 2COS 3032械能守恒定律，mgh = gmv2+ gmX3”，聯(lián)立解得L= ，選項(xiàng)D正確.22 ' 3，3g二、多項(xiàng)選擇題9.目前，在地球周?chē)性S多人造地球衛(wèi)星繞著它轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小.若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過(guò)程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是A .衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小B 由于地球引力做正功，引力勢(shì)能一定減小C.由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D 衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于

10、引力勢(shì)能的減小答案 BD解析 在衛(wèi)星軌道半徑逐漸變小的過(guò)程中，地球引力做正功，引力勢(shì)能減?。粴怏w阻力B正確，C錯(cuò)誤衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)近，所以衛(wèi)星的速度逐漸增大,做負(fù)功，機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減小，選項(xiàng) 似看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù) G詈=得v=動(dòng)能增大，選項(xiàng) A錯(cuò)誤.減小的引力勢(shì)能一部分用來(lái)克服氣體阻力做功，一部分用來(lái)增加動(dòng)能，故D正確.如圖7所示10.跳傘運(yùn)動(dòng)員從懸停的直升機(jī)上跳下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后拉開(kāi)繩索開(kāi)啟降落傘,是跳傘過(guò)程中的V- t圖象若將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng)，則圖7A .系統(tǒng)先加速運(yùn)動(dòng)，接著減速運(yùn)動(dòng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)B 系統(tǒng)受到的合外力始終向下C.阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功D .系統(tǒng)的機(jī)械能守恒答案

11、 AC系統(tǒng)受到的解析 由速度圖象可知， 系統(tǒng)先加速運(yùn)動(dòng)，接著減速運(yùn)動(dòng)，最后勻速運(yùn)動(dòng),合外力先向下后向上最后為零，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤阻力與速度方向相反，對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤.11.空中花樣跳傘是流行于全世界的一種極限運(yùn)動(dòng).假設(shè)某跳傘運(yùn)動(dòng)員從靜止在空中的飛機(jī)上無(wú)初速跳下，沿豎直方向下落，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員受到的空氣阻力隨著速度的增大而增大，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能與位移的關(guān)系圖象如圖8所示，其中0xi過(guò)程中的圖線為曲線，X1X2過(guò)程中的圖線為直線根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是0X1過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到的空氣阻力是變力,且不斷增大X1X2過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.X1X2過(guò)程

12、中運(yùn)動(dòng)員做變加速直線運(yùn)動(dòng)0X1過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能不斷增大E= Eo答案 ABD0x1過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員解析 根據(jù)功能關(guān)系，阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功等于運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能的減少量，則有-Ffx.圖線為曲線時(shí)阻力是變力，圖線為直線時(shí)阻力是恒力，可見(jiàn)加速下降，阻力不斷增大，選項(xiàng) A、D正確；X1X2過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員勻速下降，選項(xiàng) B正確，C錯(cuò)誤.12如圖9甲所示，物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)力傳感器和速度傳感器監(jiān)測(cè)到推力F、物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示.取g= 102m/s則A 物體的質(zhì)量屮m= 1.0 kgB .物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)C.第2 s內(nèi)物體克服摩擦力做的功D 前2s內(nèi)推

13、力F做功的平均功率圖932尸 0.20W= 2.0 JP = 1.5 W答案 CDa= 2 m/s2,第 3 s 內(nèi)，物3 Nm= ma,解得 m解析 第2 s內(nèi)，根據(jù)速度一時(shí)間圖象可知，物體的加速度為體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn) = Ff = 1 mg= 2 N，根據(jù)牛頓第二定律有=0.5 kg,尸0.40, A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；第2 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移為1 m，摩擦力為2 N ,3克服摩擦力做的功 W= 2.0 J, C選項(xiàng)正確；前2 s內(nèi)推力F做功為3 J,平均功率P =3W = 1.5 W, D選項(xiàng)正確.13.如圖10所示，木塊B上表面是水平的，木塊 A置于B上并與B保持相對(duì)靜止，一起沿 固定的光

14、滑斜面由靜止開(kāi)始下滑，在下滑過(guò)程中圖10A . A所受的合外力對(duì) A不做功B. B對(duì)A的彈力做正功C. B對(duì)A的摩擦力做正功D . A對(duì)B不做功答案 CD解析 AB 一起沿固定的光滑斜面由靜止開(kāi)始下滑,設(shè)斜面傾角為0,則加速度為gsin 0.由于A速度增大，由動(dòng)能定理，A所受的合外力對(duì)A做正功，B對(duì)A的摩擦力做正功,B對(duì)A的彈力做負(fù)功，選項(xiàng) A、B錯(cuò)誤，C正確.A對(duì)B不做功，選項(xiàng)D正確.14.如圖11所示，在傾角為0的光滑斜面上有一輕質(zhì)彈簧，其一端固定在斜面下端的擋板上，另一端與質(zhì)量為 m的物體接觸（未連接），物體靜止時(shí)彈簧被壓縮了X0.現(xiàn)用力F緩慢沿斜面向下推動(dòng)物體，使彈簧在彈性限度內(nèi)再被壓縮2x0后保持物體靜止，然后撤去F后到物體上升到最高點(diǎn)的過(guò)程B .彈簧彈力對(duì)物體做功的功率一直增大F,物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離為4.5X0,則在撤去C.彈簧彈力對(duì)物體做的功為4.5mgxosin 0D 物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過(guò)程中克服重力做的功為2mgx0sin 0答案 CD解析在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能，選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)功能關(guān)系知，選項(xiàng) C正確；彈簧彈力對(duì)物體做功的功率先增大后減小，選項(xiàng)誤；物體在彈簧壓縮量為 X0處速度最大，這時(shí)物體從靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)了2X0,克服重力做功為 2mgx0sin 0,選項(xiàng)D